航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介軸承試驗(yàn)臺(tái)主軸臨界轉(zhuǎn)速分析.pdf

1、碩士學(xué)位論文航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介軸承試驗(yàn)臺(tái)主軸臨界轉(zhuǎn)速分析S p i n d l eC r i t i c a lS p e e d A n a l y s i so f A e r o - - E n g i n eI n t e r s h a f tB e a r i n g T e s t B e n c h作者姓名： 渣塑亡學(xué)科、專業(yè)： 扭越電王王猩學(xué) 號(hào)： 2 1 1 0 4 0 7 7指導(dǎo)教師： 王室洼雖4 塾拯完成日期： 2

2、0 1 4 ．4 ．2 6大連理工大學(xué)D a l i a n U n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘 要中介軸承是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其性能與可靠性是飛機(jī)安全運(yùn)行的重要保證。由于中介軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜、載荷作用形式多樣、運(yùn)行環(huán)境惡劣、故障早期微弱特征不易識(shí)別和提取，可靠預(yù)測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件的壽命存在著較大困難?，F(xiàn)有的中介軸承試驗(yàn)臺(tái)未能考慮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對(duì)軸承的作用，忽略

3、了實(shí)際工作條件對(duì)軸承產(chǎn)生的影響。本文按照轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的實(shí)際支撐形式設(shè)計(jì)了中介軸承試驗(yàn)臺(tái)，它能夠模擬轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障、軸承缺陷以及軸承斷油等故障，可以有效反映典型工況下“軸承一轉(zhuǎn)子”系統(tǒng)的實(shí)際工作特點(diǎn)；試驗(yàn)臺(tái)能夠提供中介軸承典型工況下的失效數(shù)據(jù)，為建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介軸承壽命預(yù)測(cè)模型提供數(shù)據(jù)支撐。因此，為了了解發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況，對(duì)關(guān)鍵部件實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)測(cè)，設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介軸承試驗(yàn)臺(tái)具有重要的意義。本文以中介軸承試驗(yàn)臺(tái)為研究對(duì)象，對(duì)試驗(yàn)

4、臺(tái)的主軸臨界轉(zhuǎn)速分析展開(kāi)研究工作。文章首先介紹了中介軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)，針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際支撐結(jié)構(gòu)分析了中介軸承在實(shí)際工作中的作用；通過(guò)論述中介軸承典型故障產(chǎn)生的機(jī)理，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的中介軸承試驗(yàn)；討論并比較了軸承潤(rùn)滑的常用方法，確定油氣潤(rùn)滑為試驗(yàn)臺(tái)的潤(rùn)滑方式。然后，利用A N S Y S 軟件建立了雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的有限元模型，通過(guò)在中介軸承處建立兩種耦合模型：彈簧耦合模型和接觸耦合模型，分析了雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速；為了滿足系統(tǒng)撓性軸的要求，對(duì)比常用

5、的臨界轉(zhuǎn)速降低方法，選擇安裝鼠籠式彈性支承來(lái)降低系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速。其次，通過(guò)試算的方法確定鼠籠式彈性支撐的設(shè)計(jì)剛度，利用遺傳算法優(yōu)化確定鼠籠式彈性支承的結(jié)構(gòu)，從加工工藝性考慮選擇合適的尺寸參數(shù)；為觀察彈性支撐的應(yīng)力表現(xiàn)，建立了彈性支撐的有限元模型，仿真結(jié)果與數(shù)值計(jì)算較為吻合，優(yōu)化設(shè)計(jì)取得了很好的效果。安裝鼠籠式支撐的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速顯著降低，能夠滿足系統(tǒng)撓性軸的要求。最后，設(shè)計(jì)了試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。介紹了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境和總體結(jié)構(gòu)；根據(jù)試驗(yàn)內(nèi)